Effiziente Methoden zur Auslegung und Berechnung mehrphasiger flussmodulierter elektrischer Maschinen am Beispiel der Flux-Switching-Maschine

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Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der effizienten Auslegung und Berechnung von mehrphasigen flussmodulierten Maschinen. Auch wenn die entwickelten Methoden und Modelle hier am Beispiel von Flux-Switching-Maschinen angewendet werden, sind sie allgemeingültig und lassen sich für weitere flussmodulierte Maschinen, wie Vernier- und Flux-Reversal-Maschinen, einsetzen. Die Arbeit liefert dabei vier wesentliche wissenschaftliche Beiträge, die im Folgenden zusammengefasst werden:Die Beschreibung des Funktionsverhaltens einer flussmodulierten Maschine mithilfe der i.d.R. auf der Grundwelle basierenden Drehfeldtheorie ist nicht einmal ausreichend, um auch nur die Entstehung einer Komponente des Drehmoments zu erklären. Daher wird die Drehfeldtheorie um harmonische Effekte, Mehrphasigkeit und um die Berücksichtigung von Nutung erweitert. Anschließend erfolgt unter Anwendung des vollständig mathematisch hergeleiteten Instrumentariums eine Analyse des Funktionsprinzips der Flux-Switching-Maschine.Das aus der Modulation resultierende harmonische Spektrum erfordert ein gegenüber konventionellen Maschinen abweichendes Vorgehen bei der Auslegung der Wicklung. Hierzu wird ein automatisierter und deterministischer Algorithmus entwickelt, welcher auf Flussgrößen basiert, das gesamte harmonische Spektrum an Feldwellen berücksichtigt und die Auslegung von Wicklungen beliebiger Phasenzahlen zulässt.